Come un software può semplificare la complessità legata alla progettazione di un edificio nZEB

Progettazione di edifici a basso consumo di energia secondo la normativa italiana: l’importanza del software di calcolo per un ottimale bilanciamento delle scelte progettuali

Cosa prevede la normativa per gli edifici nZEB

Il Decreto Requisiti Minimi del 26.06.2015, al paragrafo 3.4 adotta la definizione di edificio “a energia quasi zero” o NZEB (Nearly Zero Emission Building) sia riguardo le nuove costruzioni sia nell’ambito di immobili esistenti, quando in esso si ravvisa la concomitanza di due condizioni, ovvero:

• il rispetto dei requisiti previsti dalla lettera b) del comma 3.3 determinati sulla base dei valori limite vigenti dal 1 gennaio 2019 per gli edifici pubblici e dal 2021 per tutti gli altri edifici
• il rispetto dell’obbligo di integrazione delle fonti rinnovabili secondo i principi minimi dettati dall’Allegato 3, paragrafo 1, lettera c) del decreto legislativo n.28 del 03.03.2011.

Con la prima condizione si fissano fondamentalmente le prestazioni minime dell’involucro edilizio, tanto in termini di comportamento invernale (tramite gli indicatori EPH,nd  e H’T) che in termini di comportamento estivo (tramite l’ indicatore EPC,nd  ed il rapporto Asol,est / Autile).

Con la seconda condizione si intende incoraggiare l’impiego più ampio possibile delle fonti rinnovabili per il soddisfacimento dei fabbisogni di energia primaria per i servizi di riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria.

Esigenze contrastanti e punto di equilibrio

I progettisti che operano in contesti regionali che hanno anticipato l’applicazione dei limiti normativi più severi rispetto al timing previsto dal decreto nazionale (come ad esempio la regione Lombardia), imponendo di fatto per tutti gli edifici di nuova costruzione la denominazione NZEB, hanno già avuto modo di confrontarsi con un crescente grado di complessità dovuto all’esito contrapposto che le loro scelte progettuali possono indurre nei confronti dei diversi servizi energetici presenti nel sistema edificio-impianto. 

L’esigenza di contenere i consumi di energia utile, tanto nel periodo invernale quanto in quello estivo, pone il professionista termotecnico di fronte a scelte progettuali non semplici a causa dell’intrinseco “antagonismo” tra il fabbisogno di energia per il riscaldamento degli ambienti e quello per il loro raffrescamento. 

Mc4Suite 2020 per bilanciare con semplicità esigenze progettuali complesse

Alla consapevolezza di questi aspetti e l’effettiva possibilità di poterli risolvere concorre senza dubbio il modulo di calcolo energetico integrato in Mc4Suite 2020 di Mc4Software che alla completa e puntuale applicazione dell’impianto normativo tecnico, abbina la possibilità di poter fornire rapidamente il “polso della situazione” ad ogni minima modifica effettuata dal progettista.

Le potenzialità di Mc4Suite2020

Il software consente, ad esempio, di gestire agevolmente due situazioni che rappresentano veri e propri paradigmi dell’analisi energetica:

• la tendenza a garantire un elevato isolamento indotto dall’obbligo del rispetto di trasmittanze termiche più stringenti presenta un effetto benefico sul valore degli indicatori invernali ma può contemporaneamente mettere a rischio la verifica dell’indicatore estivo, a causa della minor attitudine a disperdere il calore accumulato
• l’utilizzo di serramenti dotati di vetri basso-emissivi e l’impiego di schermature esterne ad elevato fattore di shading risultano strategiche per ridurre l’irraggiamento e quindi le rientrate di calore nel periodo estivo ma, al contempo, privano formalmente l’edificio di un contributo prezioso durante il periodo invernale

L’utilizzo di Mc4Suite 2020 permette di riscontrare come l’adozione di sistemi impiantistici ad alta efficienza può, a sua volta, trovare inaspettati “antagonisti” nelle soluzioni che garantiscono il ricorso all’impiego di fonti rinnovabili: i sistemi basati sulla captazione di energia solare permettono, infatti, di conseguire agevolmente il raggiungimento delle quote minime di energia richieste dalla norma ma allo stesso tempo possono indurre le macchine più tradizionali (caldaie a condensazione ma anche  le stesse pompe di calore, a loro volta accreditabili di una quota parte di energia rinnovabile), a lavorare in maniera non ottimale per effetto della tendenza ad abbassarne il fattore di carico quando maggiore è il loro contributo.

Ciò quindi mette a rischio il conseguimento dei valori minimi delle efficienze medie stagionali per i vari servizi fissate da normativa se non si attuano scelte ponderate anche dal punto di vista impiantistico; ad esempio, la scelta della macchina non può essere eseguita esclusivamente sulla base della potenza massima da soddisfare ma occorre considerare attentamente aspetti quali la modulabilità e la flessibilità di funzionamento in modo da garantire un funzionamento efficiente lungo tutto il periodo di climatizzazione.

Da questo punto, l’elevata flessibilità nella definzione dei componenti di centrale termica tipica di Mc4Suite 2020 consente al progettista di adottare soluzioni tecniche raffinate tra le quali quelle che prevedono, ad esempio, il funzionamento modulare dei generatori in modo da “inseguire” meglio una curva di carico termico che può risultare assai variabile lungo l’intero periodo di riscaldamento o di raffrescamento.

L’effettivo raggiungimento di condizioni di basso consumo o emissione quasi nulle “fotografa” l’edificio nella condizione iniziale ma i fenomeni di invecchiamento dei materiali ed il progressivo deterioramento delle componenti impiantistiche  (si pensi alla diminuzione di resa delle celle fotovoltaiche, lenta ma inesorabile nel corso degli anni) tendono a far aumentare i fabbisogni energetici ed a diminuire l’apporto da fonte rinnovabile allontanando progressivamente l’edificio dall’originaria definizione in termini di NZEB; con uno strumento potente e versatile come Mc4Suite 2020  il progettista potrà creare margini di contenimento energetico ancora più spinti rispetto a quelli minimi imposti da normativa proprio per contrastare più efficacemente l’atteso incremento dei consumi nel corso della vita utile dell’immobile e dei suoi impianti.

Alla puntuale applicazione dell’apparato tecnico-normativo, indispensabile per valutare con precisione ed immediatezza l’esito delle varie soluzioni di efficientamento, i ridotti tempi di elaborazione e la garanzia derivante dall’essere equipaggiato con il motore CAD tridimensionale più performante sul mercato (ovvero Autodesk™ AutoCAD© 2019), Mc4Suite 2020 abbina una naturale predisposizione all’evoluzione tecnologica che la pone in primo piano in un tema di estrema attualità nel settore edilizio: l’interfacciamento con le piattaforme BIM.

La release 3.0 raggiunge, in particolare, un significativo traguardo essendo l’unico applicativo presente attualmente sul mercato in grado di generare il modello energetico B.E.M. (Building Energy Model) direttamente dai dati acquisiti dal file IFC architettonico proveniente da un qualsiasi software BIM.